基本不等式
重要不等式 SKIPIF 1 < 0
最大(小)值問題
基本不等式 SKIPIF 1 < 0
基本不等式的應(yīng)用
擴充不等式
絕對值不等式
柯西不等式
【基礎(chǔ)知識全通關(guān)】
知識點01:兩個重要不等式及幾何意義
1.重要不等式:
如果 SKIPIF 1 < 0 ,那么 SKIPIF 1 < 0 (當(dāng)且僅當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時取等號“=”).
2.基本不等式:
如果 SKIPIF 1 < 0 是正數(shù),那么 SKIPIF 1 < 0 (當(dāng)且僅當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時取等號“=”).
【要點詮釋】
SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 兩者的異同:
(1)成立的條件是不同的:前者只要求 SKIPIF 1 < 0 都是實數(shù),而后者要求 SKIPIF 1 < 0 都是正數(shù);
(2)取等號“=” 的條件在形式上是相同的,都是“當(dāng)且僅當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時取等號”。
(3) SKIPIF 1 < 0 可以變形為: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 可以變形為: SKIPIF 1 < 0 .
3.如圖, SKIPIF 1 < 0 是圓的直徑,點 SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 上的一點, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,過點 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 交圓于點D,連接 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 .
易證 SKIPIF 1 < 0 ,那么 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
這個圓的半徑為 SKIPIF 1 < 0 ,它大于或等于 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,其中當(dāng)且僅當(dāng)點 SKIPIF 1 < 0 與圓心重合,即 SKIPIF 1 < 0 時,等號成立.
【要點詮釋】
1.在數(shù)學(xué)中,我們稱 SKIPIF 1 < 0 為 SKIPIF 1 < 0 的算術(shù)平均數(shù),稱 SKIPIF 1 < 0 為 SKIPIF 1 < 0 的幾何平均數(shù). 因此基本不等式可敘述為:兩個正數(shù)的算術(shù)平均數(shù)不小于它們的幾何平均數(shù).
2.如果把 SKIPIF 1 < 0 看作是正數(shù) SKIPIF 1 < 0 的等差中項, SKIPIF 1 < 0 看作是正數(shù) SKIPIF 1 < 0 的等比中項,那么基本不等式可以敘述為:兩個正數(shù)的等差中項不小于它們的等比中項.
知識點02:用基本不等式 SKIPIF 1 < 0 求最大(?。┲?br>在用基本不等式求函數(shù)的最值時,應(yīng)具備三個條件:一正二定三取等。
① 一正:函數(shù)的解析式中,各項均為正數(shù);
② 二定:函數(shù)的解析式中,含變數(shù)的各項的和或積必須有一個為定值;
③ 三取等:函數(shù)的解析式中,含變數(shù)的各項均相等,取得最值。
知識點03:幾個常見的不等式
1) SKIPIF 1 < 0 ,當(dāng)且僅當(dāng)a=b時取“=”號。
2) SKIPIF 1 < 0 ,當(dāng)且僅當(dāng)a=b 時取“=”號。
3) SKIPIF 1 < 0 ;特別地: SKIPIF 1 < 0 ;
4) SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
5) SKIPIF 1 < 0 ;
6) SKIPIF 1 < 0 ;
7) SKIPIF 1 < 0
知識點04:絕對值不等式的性質(zhì)
1. SKIPIF 1 < 0 ;
2. SKIPIF 1 < 0 ;
知識點05:柯西不等式
1. 二維形式的柯西不等式:
(1)向量形式:
設(shè) SKIPIF 1 < 0 是兩個向量,則 SKIPIF 1 < 0 ,當(dāng)且僅當(dāng) SKIPIF 1 < 0 是零向量或存在實數(shù)k,使 SKIPIF 1 < 0 時,等號成立。
(2)代數(shù)形式:
= 1 \* GB3 ①若a、b、c、d都是實數(shù),則 SKIPIF 1 < 0 ,當(dāng)且僅當(dāng)ac=bd時,等號成立;
= 2 \* GB3 ②若a、b、c、d都是正實數(shù),則 SKIPIF 1 < 0 ,當(dāng)且僅當(dāng)ac=bd時,等號成立;
= 3 \* GB3 ③若a、b、c、d都是實數(shù),則 SKIPIF 1 < 0 ,當(dāng)且僅當(dāng)ac=bd時,等號成立;
【要點詮釋】
柯西不等式的代數(shù)形式可以看作是向量形式的坐標化表示;
(3)三角形式:
設(shè) SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 。
2. 三維形式的柯西不等式(代數(shù)形式):
若 SKIPIF 1 < 0 都是實數(shù),則 SKIPIF 1 < 0 ,當(dāng)且僅當(dāng) SKIPIF 1 < 0 或存在實數(shù)k,使得 SKIPIF 1 < 0 時,等號成立。
3. 一般形式的柯西不等式(代數(shù)形式):
若 SKIPIF 1 < 0 都是實數(shù),則
SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng)且僅當(dāng) SKIPIF 1 < 0 或存在實數(shù)k,使得 SKIPIF 1 < 0 時,等號成立。
【拓展】
1.兩個實數(shù)比較大小的方法
(1)作差法eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a-b>0?a>b,a-b=0?a=b,a-bb,\f(a,b)=1?a=b,\f(a,b)b,則eq \r(n,a)與eq \r(n,b)的大小關(guān)系如何?
提示 如果a>b>0,則eq \r(n,a)>eq \r(n,b).
2.非零實數(shù)a,b,如果a>b,則eq \f(1,a)與eq \f(1,b)的大小關(guān)系如何?
提示 如果ab>0且a>b,則eq \f(1,a)0>b,則eq \f(1,a)>eq \f(1,b).
【考點研習(xí)一點通】
考點01:基本不等式 SKIPIF 1 < 0 求最值問題
1.設(shè) SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 的最小值是
A.1B.2C.3D.4
【解析】
SKIPIF 1 < 0
當(dāng)且僅當(dāng) SKIPIF 1 < 0 即 SKIPIF 1 < 0 時取等號.
【答案】D
【變式1】已知 SKIPIF 1 < 0 , 且 SKIPIF 1 < 0 ,求 SKIPIF 1 < 0 的最小值及相應(yīng)的 SKIPIF 1 < 0 值.
【解析】∵ SKIPIF 1 < 0 , ∴ SKIPIF 1 < 0 , 又 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0
當(dāng)且僅當(dāng) SKIPIF 1 < 0 即 SKIPIF 1 < 0 時取等號
∴ 當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 取最小值 SKIPIF 1 < 0 .
【變式2】求下列函數(shù)的最大(或最?。┲?
SKIPIF 1 < 0 ;
(2) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;
(3) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
(4) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;
(5) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
【解析】(1)∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0
當(dāng)且僅當(dāng) SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 時取等號
∴ SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0
(2) ∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0
當(dāng)且僅當(dāng) SKIPIF 1 < 0 即 SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 .
(3) ∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0
當(dāng)且僅當(dāng) SKIPIF 1 < 0 即 SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 .
(4) ∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ∴ SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
當(dāng)且僅當(dāng) SKIPIF 1 < 0 即 SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 .
(5) ∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0
當(dāng)且僅當(dāng) SKIPIF 1 < 0 即 SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0
【變式3】已知 SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 ,求 SKIPIF 1 < 0 的最小值.
【解析】方法一: SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 (當(dāng)且僅當(dāng) SKIPIF 1 < 0 即 SKIPIF 1 < 0 時等號成立).
∴ SKIPIF 1 < 0 的最小值是16.
方法二:由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0
當(dāng)且僅當(dāng) SKIPIF 1 < 0 即 SKIPIF 1 < 0 時取等號,此時 SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 的最小值是16.
方法三:由 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0
當(dāng)且僅當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時取等號,
∴ SKIPIF 1 < 0 的最小值是16.
考點02:利用基本不等式證明不等式
2.已知 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,求證: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 中至少有一個小于等于 SKIPIF 1 < 0 .
證明:假設(shè) SKIPIF 1 < 0 則有
SKIPIF 1 < 0 〔*〕
又∵ SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 與〔*〕矛盾
【變式1】已知 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 都是正數(shù),求證: SKIPIF 1 < 0
【解析】
∵ SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 都是正數(shù)
∴ SKIPIF 1 < 0 (當(dāng)且僅當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,取等號)
SKIPIF 1 < 0 (當(dāng)且僅當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,取等號)
SKIPIF 1 < 0 (當(dāng)且僅當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,取等號)
∴ SKIPIF 1 < 0 (當(dāng)且僅當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,取等號)
即 SKIPIF 1 < 0 .
【變式2】已知 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 都是正數(shù),求證: SKIPIF 1 < 0 。
【解析】∵ SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 都是正數(shù) ,∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 (當(dāng)且僅當(dāng) SKIPIF 1 < 0 即 SKIPIF 1 < 0 時,等號成立)
故 SKIPIF 1 < 0 .
考點03:利用絕對值不等式求最值
3. 不等式 SKIPIF 1 < 0 對 SKIPIF 1 < 0 恒成立,則實數(shù) SKIPIF 1 < 0 的取值范圍是 ;
【解析】設(shè) SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 對 SKIPIF 1 < 0 恒成立 SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 的最小值為 SKIPIF 1 < 0 ,
∴實數(shù) SKIPIF 1 < 0 的取值范圍是 SKIPIF 1 < 0 .
【變式1】求 SKIPIF 1 < 0 的最值
【解析】由 SKIPIF 1 < 0 得: SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 的最小值為 SKIPIF 1 < 0 ,最大值為6.
【變式2】不等式 SKIPIF 1 < 0 對 SKIPIF 1 < 0 恒成立,則常數(shù) SKIPIF 1 < 0 的取值范圍是 ;
【解析】設(shè) SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 對 SKIPIF 1 < 0 恒成立 SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 的最大值為 SKIPIF 1 < 0 ,
∴實數(shù) SKIPIF 1 < 0 的取值范圍是 SKIPIF 1 < 0 .
考點04:利用柯西不等式求最值
4. 設(shè) SKIPIF 1 < 0 ,求函數(shù) SKIPIF 1 < 0 的最大值.
【解析】∵ SKIPIF 1 < 0
∴根據(jù)柯西不等式
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 .
當(dāng)且僅當(dāng) SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 時等號成立,
此時, SKIPIF 1 < 0
【變式1】求函數(shù) SKIPIF 1 < 0 的最大值.
【解析】函數(shù)的定義域為[1,5],且y>0,
SKIPIF 1 < 0
當(dāng)且僅當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,等號成立,
即 SKIPIF 1 < 0 時函數(shù)取最大值,最大值為 SKIPIF 1 < 0 .
【考點易錯】
易錯題型01 比較兩個數(shù)(式)的大小
1 (1)(2022·首都師范大學(xué)附屬中學(xué)月考)設(shè)M=2a(a-2)+7,N=(a-2)(a-3),則M與N的大小關(guān)系是( )
A.M>N B.M≥N
C.M0,所以M>N.
(2)若a=eq \f(ln 3,3),b=eq \f(ln 4,4),c=eq \f(ln 5,5),則( )
A.a(chǎn)b-c,故選項C正確;若c>d>0,則eq \f(1,d)>eq \f(1,c)>0,若a>b>0,則eq \f(a,d)>eq \f(b,c),故選項D錯誤.
(2)(多選)若eq \f(1,a)ln b2
【答案】 AC
【解析】 由eq \f(1,a)a>0,c∈R,則下列不等式中正確的是( )
A. SKIPIF 1 < 0 B.eq \f(1,a)>eq \f(1,b)
C.eq \f(a+2,b+2)>eq \f(a,b) D.a(chǎn)c3eq \f(1,b);
因為eq \f(a+2,b+2)-eq \f(a,b)=eq \f(2?b-a?,?b+2?b)>0,所以eq \f(a+2,b+2)>eq \f(a,b);
當(dāng)c=0時,ac3=bc3,所以D不成立.
易錯題型03 不等式性質(zhì)的綜合應(yīng)用
3 (1)已知-1

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